实用生物信息技术课程期末总结-abc.PDF

实用生物信息技术课程期末总结 2014年7月 姓名 陈耿佳 学号1301214752电位号 G01C 邮箱 cgj@pku.edu.cn 得分___ 简述你正在进行或准备开始的研究课题的研究背景和科学意义。通过文献阅读、数据库检 索，利用序列分析、数据库有哪些信誉好的足球投注网站、结构分析和模拟等各种生物信息学工具，分析你研究课题涉 及的蛋白质及其编码基因的序列特征，说明其可能的代谢通路和调控网络，分析或推测其可能 的生物学功能；对不同物种中的直系同源基因和同一物种中的旁系同源基因进行系统发育分析， 推断该基因家族的起源和演化。 Mitsugumin 53 （MG53 ）是TRIM 家族（tripartite motif family ）中新近发现的一个蛋白质， 也被称为 TRIM72，是一种心肌、骨骼肌特异性表达的多功能蛋白质。它的全长包含 477 个氨 基酸，结构域组成如下图所示： 其N 端为TRIM 家族成员中相对保守的RBCC 区域，包含具有E3 泛素连接酶活性的RING (really interesting new gene) finger 结构域，介导蛋白-蛋白相互作用的 B-box 锌指结构域和介导蛋白自 身寡聚化的 Coiled-coil 结构域这三部分；而 TRIM 家族 C 端序列相对可变性较高，MG53 的 C 端为调控蛋白与特异性底物蛋白的结合的 PRY-SPRY 结构域[1] 。 作为新发现的多功能蛋白质，目前对于 MG53 的研究不多。美国罗伯特·伍德·约翰逊医学 院马建杰教授课题组阐述了MG53 启动膜修复的功能，在骨骼肌和心肌中 MG53 能够作为一种 结构蛋白促进细胞膜损伤修复，同时也能够调控细胞内囊泡的转运和骨骼肌细胞再生[2-4] 。日本 京都大学的Takeshima 教授课题组发现MG53 对于心肌细胞维持稳定的钾电流具有重要作用[5] 。 韩国大学的 Young-GyuKo 教授研究组发现肌细胞分化可以通过 IGF/IGFR/IRS-1/PI3K/Akt/ MyoD 和 MEF2 诱导 MG53 的表达，而MG53 通过作用于 IRS1，抑制 IGF1 诱导的肌细胞分化， 从而形成负反馈[6,7] [8] 。程和平教授课题组证明了胆固醇介导的MG53 蛋白的细胞膜修复功能 。 而本实验室发现，MG53 通过介导 Caveolin-3 与 PI3K 的调节亚基P85 的相互结合，激活再灌注 损伤救援通路（Reperfusion Injury Salvage Kinase pathway, RISK pathway ），进而在心脏缺血预处 理（IPC ）和缺血后适应（PostC ）的心肌保护作用中发挥关键的生物功能[9] 。本实验室近期的 研究发现 MG53 介导的对胰岛素信号通路的抑制是造成全身胰岛素抵抗和代谢障碍的核心机制 [10] 。MG53 通过其泛素 E3 连接酶活性促进胰岛素受体（Insulin Receptor ，IR ）和胰岛素受体底 物 1 （Insulin Receptor Substrate 1，IRS1 ）的泛素化修饰和蛋白降解，阻断胰岛素信号通路，导 致骨骼肌产生胰岛素抵抗和全身代谢紊乱，该功能主要由 RING finger 结构域执行。总之，MG53 在心血管健康和全身代谢中发挥着重要的作用，它可能还存在许多重要的生物学功能，发现并 探究 MG53 新的生物学功能具有重要意义。 1 (一) 基因组注释 人 TRIM72 基因位于 16 号染色体正义链（Chromosome 16: 31,225,342-31,236,510 forward strand ），Ensembl 登录号为 ENSG00000177238 。基因组序列长 11.17 kb，含 7 个 exon，如图 1 所示。其中 6 个含编码信息，转录本长度为 2156 bp ，编码477 aa 蛋白质。 图 1 人 TRI